[前言]
normal style="TEXT-INDENT: 21pt; LINE-HEIGHT: 150%">目前, 金刚石行业正在进行一场巨大的变革, 一批拥有百台压机规模厂家的涌现, 伴随着市场的重新整合, 空前激烈的市场竞争已经开始, 技术、管理、规模, 正成为这场变革中各厂家致胜的筹码。显然，市场走势促进了大吨位、高性能金刚石合成压机的出现。针对市场需求，设计了6×1800吨六面顶液压机。
[设计原理]
六面顶压机主机铰链梁应采用优秀的兜底式结构，如右图示，与其他结构形式的铰链梁相比，该结构具有整体受力更合理，安全性更高的优点。
1 根据合成Φ40腔体金刚石的工艺要求，确定如下整机技术参数：1）主机工作缸直径：Φ460mm
2）单缸活塞推力：18MN
3）开口高度 ≥220mm
4）主机活塞最大行程 ≥80mm
5）电加热功率 40KVA
2 主要部分的设计
normal style="LINE-HEIGHT: 150%">2.1 主机
normal style="LINE-HEIGHT: 150%">如左图示,关键部件铰链梁采用35CrMo材质制造，制造过程中使用专门设计制作的工装保证其形位公差。工作缸直径设计为φ460mm, 在系统压力为13MPa时增压器输出油压108MPa,使活塞产生推力18MN。 由于此超高压远低于传统设计的150MPa, 因此显著提高系统的安全性。
normal style="LINE-HEIGHT: 150%"> 铰链梁销孔中心距设计为1060 mm，开口高度 220 mm，活塞行程80 mm，通过计算和验证, 这些设计保证了充分的操作空间，并且，由于同时优化设计了活塞在最大行程状态时的杠杆系支点位置，从而使活塞运动稳定性及重复性更好，提高压机的同步性能。
2.2 增压器
normal style="LINE-HEIGHT: 150%"> 设计仍采用传统的单缸增压器结构，具有结构简单，稳定耐用的特点，设计容量为8升，可实现六缸活塞超高压下行程8 mm，充分满足合成时间要求。
normal style="MARGIN-LEFT: 24.75pt; TEXT-INDENT: -24.75pt; LINE-HEIGHT: 150%">2.3 液压系统
如左图示, 系统采用两个柱塞泵供油, 排油量连续可调, 实现了不同动作程序下活塞不同的移动速度:normal style="MARGIN-LEFT: 24.75pt; TEXT-INDENT: -24.75pt; LINE-HEIGHT: 150%"> 空程前进和回程时采用双泵供油, 使活塞快速移动;
normal style="MARGIN-LEFT: 24.75pt; TEXT-INDENT: -24.75pt; LINE-HEIGHT: 150%"> 超压时采用主油泵供油, 保压期间的补压采用副油泵供油。
normal style="MARGIN-LEFT: 24.75pt; TEXT-INDENT: -24.75pt; LINE-HEIGHT: 150%"> 这些设计可合理调节合成腔内的压力梯度, 为石墨 - 金刚石转化提供压力场条件。
normal style="TEXT-INDENT: -150.15pt; LINE-HEIGHT: 150%"> 针对合成车间的工作噪音问题，重新设计了卸压系统，该系统采用电磁球阀控制液控单向阀控制油路的通断，以增压器低压腔的压力油推开液控单向阀实现卸压，与传统的以油泵输出压力油推开液控单向阀卸压方式相比，该设计显著降低噪音，并降低能耗。
2.4 电控系统
采用优化配置的PLC控制系统，以动作准确、故障率低的 E-64HR PC机为系统的控制中心，辅助配置智能压力测控仪和压力传感器控制压力、以调功器和程序给定仪控制直流变加热量加热，并采用接近传感器控制活塞的位移。
2.4.1 递增补压功能递增补压功能是指压机在保压期间系统掉压后自动补压，通过程序设定使补压结束时的压力值高于原保压设定值，此压机具有此功能。众所周知，高温高压下以叶腊石为传压介质的石墨转化为金刚石过程中包含一系列的相变过程：叶腊石矿物相变产生蓝晶石和柯石英、石墨相变产生金刚石，由于这些相变的产物比重大，产生相变前后的体积收缩，造成合成腔内部压力下降，同时，由于叶腊石在相变后因摩擦系数和强度均增大而 呈刚性，影响了传压和补压的效果，造成腔体内较大的压力梯度，影响了优质晶体的生长。递增补压功能使压机可以通过对补压增量的设定弥补合成腔体内的压力降，减小压力梯度。
normal style="MARGIN-LEFT: 21.7pt">2.4.2 可编程变加热量输出功能
normal style="MARGIN-LEFT: 21.7pt">具有人为设定加热量的功能即可编程变加热量输出功能。传统压机电加热采用调功器手动控制，其功率曲线为一直线，如图四，手动仅调整其倾斜角α，这种加热控制方式使合成腔体内始终处于加热状态，通过系统加热量与散热量达到相对平衡来实现保温，因此合成温度场实际上处于一种失控状态；变加热量输出功能则完全改变了这种状况，其功率曲线如图五示，通过程序设定多阶段曲线而构成近似曲线，实现真正意义上的升温、保温状态，压机可提供15段曲线设定，完全满足了控制合成腔内温度场的工艺要求。
2.4.3 使用接近传感器控制活塞位置
normal style="MARGIN-LEFT: 0.1pt; LINE-HEIGHT: 150%"> 传统压机均采用机械式行程开关系统来控制活塞的暂停、超程位置, 由于机械式行程开关自身原因，不可避免的存在电接点烧损、撞块与开关顶杆因频繁摩擦而导致的磨损等问题，从而使该系统控制精度低，重复性差。压机采用接近传感器代替了机械式行程开关，该元件基于自感应原理，通过控制与撞块接近过程中的磁场变化来控制电路的通断，并且不存在与撞块间的接触，因此控制精度明显提高，达到±0.05mm(机械式行程开关仅达到±0.3mm）,并且重复性好。
[结论]
normal style="MARGIN-LEFT: 27pt; TEXT-INDENT: -18pt">1、 大吨位六面顶压机的设计制造应选择先进的主机结构；
normal style="MARGIN-LEFT: 27pt; TEXT-INDENT: -18pt">2、大吨位六面顶压机的设计制造应首先体现控制系统的高性能
normal style="TEXT-INDENT: 8.9pt">3．实例设计的6×1800吨超硬材料六面顶液压机可以满足φ40腔体的合成工艺要求。
